歐洲生物質(zhì)能利用的研究現(xiàn)狀及特點(diǎn)摘要：作為清潔的可再生能源，生物質(zhì)能的利用已成為全世界的共識(shí)。歐洲許多國(guó)家的政策法規(guī)，考慮到能源利用對(duì)環(huán)境的影響，不僅鼓勵(lì)生物質(zhì)能的研究和開(kāi)發(fā)，而且給予適當(dāng)?shù)呢?cái)政支持，刺激其發(fā)展。我們?cè)趯W(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，也應(yīng)該借鑒其管理和運(yùn)作模式，推動(dòng)我國(guó)生物質(zhì)能利用的進(jìn)一步發(fā)展。本文以歐洲三國(guó)訪問(wèn)為背景材料，從某些側(cè)面介紹了歐洲生物質(zhì)能利用的研究現(xiàn)狀及特點(diǎn)。關(guān)鍵字：能源作物聯(lián)合燃饒聯(lián)合氣化生物質(zhì)液化清潔能源0引言作為清潔的可再生能源，生物質(zhì)能的利用已成為全世界的共識(shí)。歐洲許多國(guó)家的政策法規(guī)，考慮到能源利用對(duì)環(huán)境的影響，不僅鼓勵(lì)生物質(zhì)能的研究和開(kāi)發(fā)，而且給予適當(dāng)?shù)呢?cái)政支持，刺激其發(fā)展。歐盟在促進(jìn)生物質(zhì)能研究方面起積極的推動(dòng)作用，資助了許多項(xiàng)目的研究和發(fā)展，使歐洲生物質(zhì)能研究的步伐大大加快。我們?cè)趯W(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，也應(yīng)該借鑒其管理和運(yùn)作模式，推動(dòng)我國(guó)生物質(zhì)能利用的進(jìn)一步發(fā)展。1政策法規(guī)的影響用生物質(zhì)代替礦物燃料，是減少CO2排放的理想方式。歐洲國(guó)家制定政策法規(guī)，致力于以可再生能源代替礦物燃料，鼓勵(lì)生物質(zhì)能的研究開(kāi)發(fā)，以減少溫室氣體的排放，并定下具體指標(biāo)。例如，比利時(shí)的基礎(chǔ)能源消耗以核電、煤和天然氣為主，可再生能源的貢獻(xiàn)很小。walloon地區(qū)是比利時(shí)生物質(zhì)資源較豐富的地區(qū)，為了充分加以利用，促進(jìn)該地區(qū)可再生能源的發(fā)展，1995年，在當(dāng)?shù)卣闹С窒?，成立了一個(gè)由農(nóng)業(yè)部、能源和環(huán)境部及E1ectrabel電力公司和幾家研究單位組成的小組，決定在4年時(shí)間里建立生物質(zhì)氣化發(fā)電中試裝置。其技術(shù)路線為：種植能源作物?收割?粉碎一存儲(chǔ)一氣化一凈化一發(fā)電，目的是得到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的綜合結(jié)論，用來(lái)評(píng)估當(dāng)?shù)?、歐洲乃至世界的發(fā)展前景。所以，利用生物質(zhì)發(fā)電不僅是能源計(jì)劃，而且對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)都有重要影響。從自身?xiàng)l件出發(fā)，有些國(guó)家由于擁有相當(dāng)大的森林面積，具有利用生物質(zhì)的潛力；有些國(guó)家則需要依賴能源作物的種植來(lái)發(fā)展生物質(zhì)能技術(shù)。從能源需求的角度考慮，從生物質(zhì)中獲取能源的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：①用本地資源代替進(jìn)口能源，減少國(guó)家對(duì)進(jìn)口能源的依賴性。②使本國(guó)的燃料利用多樣化，減少對(duì)一種能源的依賴。③是一種相對(duì)清潔的能源，可代替污染能源(如劣質(zhì)煤)或有爭(zhēng)議的能源(如核能等)。從生物質(zhì)獲取能源的經(jīng)濟(jì)可行性，很大程度上取決于生物質(zhì)相對(duì)于其它燃料的價(jià)格。與世界市場(chǎng)煤價(jià)相比，農(nóng)業(yè)和森林廢棄物、木樹(shù)加工業(yè)殘余物以及正在研究的能源作物等生物質(zhì)資源，并不經(jīng)濟(jì)。在歐洲很多地區(qū)，僅樹(shù)皮最便宜，可與煤價(jià)相比。因此，從現(xiàn)階段看，生物質(zhì)能研究是對(duì)未來(lái)技術(shù)發(fā)展和全球環(huán)境保護(hù)活動(dòng)的貢獻(xiàn)。歐洲國(guó)家通過(guò)政府補(bǔ)貼、優(yōu)惠稅收政策(如對(duì)減少CO2排放量給予成本補(bǔ)貼)等，保證生物質(zhì)能源工程的實(shí)施。2能源作物從1970年開(kāi)始，能源作物的種植引起人們的興趣。在歐洲，進(jìn)行了多類能源作物的研究，涉及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境幾方面，從種植、收割到利用過(guò)程全面分析其作為能源的潛力。由于一些國(guó)家的政策和財(cái)政支持，少數(shù)能源作物得到發(fā)展和商業(yè)化應(yīng)用，為歐洲未來(lái)能源作物需求提供了有價(jià)值的信息。現(xiàn)有能源作物可大致分為4類，即①木質(zhì)(森林)作物：固體能源作物(如SRC)。②草本作物：供燃燒用。③含油種子作物：制造生物柴油(如油菜、向日葵)。④宮糖作物：通過(guò)發(fā)酵過(guò)程制造乙醇。講有效聲利用能源便作物，能宋節(jié)約礦物管燃料，并掛減少溫室性氣股體韻C0兆2撕的排放，軌其自身由掠于對(duì)農(nóng)藥測(cè)的需求低鏈，屬于環(huán)饑境友好型含。而且，慕一些作物遺是多年生派的，減少寄了土壤侵痛蝕、硝酸恥鹽濾出、影腐植土降戚解的危險(xiǎn)槐。通過(guò)種是植，還可顆將廢水和皂污泥安全爬轉(zhuǎn)換入生毯物質(zhì)。吳已證就明疏：需SR框C指是一種較唐好的能源掩作物，用妨于地區(qū)供脊熱、小型尚電廠柿、淚CH歉P止等，在瑞胞典和丹麥跳已實(shí)現(xiàn)商炭業(yè)化。工資業(yè)應(yīng)用中退，為了達(dá)進(jìn)到低腐蝕梁、低結(jié)渣析、低照的斥NO軋2喊排放，以盡及保證較抗高的熱值芽，希望能獲源作物厲中源C救l挺、懸K囑、次C培a覽、伏N摸和含水量拼低。胖通過(guò)歷種植能源雜作物，并香考慮土地虜租用和農(nóng)姻民利益，恰與礦物燃愿料、生物熊質(zhì)廢棄悠物垮(憂森林、農(nóng)逃業(yè)屑)巷相比，全陸面分橋其媽成本。目闊前，通過(guò)缺財(cái)政刺激畜和制定有戚關(guān)稅收政鼓策，鼓勵(lì)軟其研究，炊保證能源貢作物長(zhǎng)期權(quán)穩(wěn)定發(fā)展助，最終實(shí)農(nóng)現(xiàn)低投入價(jià)、高產(chǎn)出玩，生產(chǎn)環(huán)句境友好型從、高質(zhì)量政能源。俊3越須聯(lián)合燃燒賢由于逢生物質(zhì)的姻能量密度遼低、體積盜大，運(yùn)輸閣過(guò)程增加泉了驢CO件2梨的排放，乳不適應(yīng)集處中大型生聾物質(zhì)發(fā)電鑼廠。而分頁(yè)散的小型逗電站，投牙資、人工判費(fèi)高，效討率低，經(jīng)跟濟(jì)效益差訪。所以在態(tài)大型燃煤拐電廠，將桿生物質(zhì)與銜礦物燃料惹聯(lián)合燃燒掘成為新的浩概念。它旱不僅為生委物質(zhì)和礦質(zhì)物燃料的賊優(yōu)化混合剛提供了機(jī)章會(huì)，同時(shí)遷許多現(xiàn)存府設(shè)備不需值太大的改舍動(dòng)，使整筍個(gè)投資費(fèi)牙用低。更午積極的影鉆響是：大椅型電廠的丈可調(diào)節(jié)性戶大，能適許應(yīng)不同混鍋合燃燒，暫使很燃裝現(xiàn)置能適應(yīng)犁當(dāng)?shù)厣飩阗|(zhì)的特點(diǎn)語(yǔ)。護(hù)大多六數(shù)燃煤電午廠燃燒粉卵煤，生物低質(zhì)必須經(jīng)歷過(guò)預(yù)處理非。因?yàn)槟ッ缑簷C(jī)不適鍛合粉碎樹(shù)延皮、森林怕殘余物或毒木塊等生掀物質(zhì)。奧猾地利最大戰(zhàn)的電力供匹應(yīng)閃商容VERB顯UN蛙D舟對(duì)以下四慈種方式進(jìn)笑行了研究提：承覆據(jù)①難造生物質(zhì)在片一個(gè)獨(dú)立血系統(tǒng)中燃剛燒，產(chǎn)生貌的熱用于扶現(xiàn)有電廠案的鍋爐；綁胸諒②敬盼生物質(zhì)在孕組裝于燃桿煤鍋爐爐糾膛中的爐戒排上燃燒傭；餡旦委③類繩用專用粉炎碎機(jī)粉碎緊生物質(zhì)，棗在燃煤鍋滿爐中與粉盤煤一起燃匹燒；勤辮漆④獨(dú)語(yǔ)生物質(zhì)在翅氣化爐中俊氣化，燃娘氣作為鍋絞爐燃料。辮但聯(lián)墊合燃燒存耀在以下問(wèn)嗎題：洗·戚由于生物營(yíng)質(zhì)含水量境高，使產(chǎn)抹生的煙氣帆體積較大登。而現(xiàn)有座鍛爐一般素為特定燃毯料而設(shè)計(jì)匹，產(chǎn)生的鐘煙氣量相餓對(duì)穩(wěn)定，案所以煙氣屆超過(guò)一定垂限度，熱重交換器很裂難適應(yīng)。摘因此，詛式合燃燒中走生物質(zhì)的笛份額不能滿太多。煮·描生物質(zhì)燃窗料的不穩(wěn)稿定性使鍋起爐的穩(wěn)定涼燃燒復(fù)雜稱化。錦·挺生物質(zhì)灰碧的熔點(diǎn)低狀，容易產(chǎn)止生結(jié)渣問(wèn)泳題?；ⅰな倘缡褂煤o氯生物質(zhì)餅，如秸稈蘭、稻草等雹，當(dāng)熱交夕換器表面劃溫度超幟過(guò)橋40晉0秧度時(shí)，會(huì)旁產(chǎn)生高溫宅腐蝕?；巍?wèn)生物質(zhì)燃如燒生成的補(bǔ)堿，會(huì)使?jié)岷∶弘姀S球中脫硝催蠢化劑失活億。運(yùn)研究曉結(jié)果表明財(cái)，澇②控、浩④童具有較強(qiáng)賣的實(shí)用性貴。裹在傳寄統(tǒng)火電站腸中進(jìn)行聯(lián)后合燃燒，栗遵從生物聾質(zhì)發(fā)電的助員便宜路秘線，既不混需要?dú)怏w具凈化設(shè)備沸，也不需維要小型發(fā)擇電系統(tǒng)，覽可從大型作傳統(tǒng)電站訂中直接獲恰利。根據(jù)渠實(shí)際情況施優(yōu)化選擇絨聯(lián)合氣化苦方式，并撥通過(guò)合理盜的工藝設(shè)洲計(jì)和控制紀(jì)合適的運(yùn)挖行參數(shù)，掀解決以上制問(wèn)題是可扛能的。蛋4鋼難聯(lián)合氣化唐聯(lián)合艘氣化是將纖生物質(zhì)、熊污泥及其磚他廢棄物賭與煤按一福定比例混據(jù)合而氣化林的方式，店是較有前觸途的方法岔之一。沃聯(lián)合漫氣化具有搞以下優(yōu)點(diǎn)家：府壁徹①長(zhǎng)勤減少生物戴質(zhì)利用牛鞏季節(jié)因素?cái)⒌挠绊?。面生物質(zhì)原圍料的供應(yīng)裕受季節(jié)的微影響，不典利于大型闖電廠利用匪。波撤囑②刷棋如果在大穩(wěn)型煤氣化家爐中進(jìn)行粉聯(lián)合氣化冒，可解決斑生物質(zhì)規(guī)丙模利用問(wèn)海題。避芹毫③升哭可解決劣燭質(zhì)煤的應(yīng)覺(jué)用問(wèn)題。分匙壇④愈姐在炭反應(yīng)云性、焦泊暮形成、有緊害物質(zhì)排拔放等方面滲有協(xié)同作米用。歸瑞典犁皇家工學(xué)揪院在直搶徑巷14c緞m哄、壓柜力烤2.跌5冶—稅10ba揚(yáng)r慧的加壓流疤化床中對(duì)搖木材和煤賺進(jìn)行聯(lián)合渴氣化、由廉于反應(yīng)活鮮性的增加竭，灰中的鄭炭含量減剖少，氣體拿產(chǎn)量比單究獨(dú)氣化木命材和煤時(shí)數(shù)都高。如捕果選擇合紛適的混合鋒比，焦油靠濃度也會(huì)陣顯著減小琴。蘿劣質(zhì)止煤由于有待機(jī)組分太字低，不能井維持氣化誰(shuí)自供熱過(guò)采程，所以轟單獨(dú)氣化突是很困難昌的。而生端物質(zhì)具有肯低灰分、劣低硫分、少高揮發(fā)性杰和高活性毫的固定碳草，與煤混慘合氣化是迅非常有效依的。懇西班均牙完UP天C藍(lán)大學(xué)用松群木和不同贏的劣質(zhì)煤滅混合，在吊流化床反踢應(yīng)器中，級(jí)以空氣和將水蒸汽做驢氣化介質(zhì)鍋，采用不蛾同的混合豪比，進(jìn)行魯混合氣化藝研究，得透出影響聯(lián)信合氣化的蒸關(guān)鍵因袁話有：溫度樂(lè)、加熱速漂率、混合帖比、停留捆時(shí)間、氣憂化介質(zhì)等滋。松木在吳混合物中南的重要作拐用是提供專大量含碳商氫化舍物犁的揮發(fā)組作分及高活就性的炭，鋪維持自供醋熱氣化，遲以實(shí)現(xiàn)從利混合物中舞產(chǎn)生可燃路氣并使劣握質(zhì)煤完全喘氣化，其骨低點(diǎn)火溫亮度和低熱軍分解溫度采對(duì)氣化的尖啟動(dòng)和操鹿作有利。柔松木在流拆化床氣化僚中，作為搖添加劑，布提高了氣裹化過(guò)程的分熱效率，印氣體熱值贈(zèng)、煤的碳延轉(zhuǎn)化率也價(jià)顯著地提慕高，從而橡提高了劣顆質(zhì)煤的應(yīng)隆用價(jià)值。汁5工譽(yù)焦油裂解絲技術(shù)和工忠藝的研究奧生物坊質(zhì)氣化過(guò)券程中產(chǎn)生蕩的焦油，鞋是阻止生睬物質(zhì)氣化朽技術(shù)大型系化應(yīng)用的資關(guān)鍵，所弦以研究能己耗低、效味率高的焦野油裂解技誦術(shù)和工藝舌成為研究倚的重點(diǎn)。斥下面介紹妨三種方法秒：鉗善滔①筒譽(yù)具有內(nèi)部躍裂解氣預(yù)柱燒的下吸垃式氣化爐量，原理如疾圖央1塑所示。在蹤氣化爐中扮心有一個(gè)肝獨(dú)立的燃襯燒室，裂新解氣進(jìn)入桂燒燒室燒佛燒，出來(lái)艷的富孔含紫C0吹2浸和水蒸汽詠的熱氣化夢(mèng)介質(zhì)進(jìn)入梨氣化爐發(fā)埋生氣化反項(xiàng)應(yīng)。在溫偏度天90嶄0爸—鬼100滲0跪度時(shí)，通兼過(guò)調(diào)整裂畫解氣循環(huán)梨流量與空念氣流量之隙比，焦油殺差不多可雞完全轉(zhuǎn)化嶺。增濕饒②得BT莖G淘利用一項(xiàng)脂新穎的技襪術(shù)，將逆山流操作反要應(yīng)互器膛(rev熱erse訓(xùn)flo防wre兄acto莊r飛)襯用于燃?xì)馊蹆艋鐫M圖料2藍(lán)所示。焦懸油裂解反甚應(yīng)器采用啟絕熱的填烏充床，上甜、下充滿曠惰性鋁土蹤礦，中間喂為燃燒后棉的白云石頸。開(kāi)始，絞反應(yīng)床被茂預(yù)熱到理菜想的溫度淚。隨后，環(huán)從氣化爐模出來(lái)的含毫焦油燃?xì)馍磉M(jìn)入裂解擔(dān)器。燃?xì)馄返牧飨蛎快F隔一段時(shí)忌間切換一盈次，利用潮裂解器本占身的蓄熱護(hù)特性把燃懇氣加熱。刮同時(shí)，由裁于氣體出速口溫度降壯低，提高貢了系統(tǒng)的療熱效率。姜由于裂解裳是吸熱反水應(yīng)，消耗吩部分熱，蟻所以通入解少量空氣擦與部分可鑰燃?xì)馊紵》艧?。通枝過(guò)控制空施氣流量，襖床溫可得米到控制。肅與傳統(tǒng)的謎通過(guò)部分神裂解氣氧雅化燃燒的小氣體凈化加相比，該邊工藝系統(tǒng)算簡(jiǎn)單、裂貪解溫度高拿、能量需罰求語(yǔ)低爛(賄是其他裂勞解器墊的協(xié)1扛／忘4議—將1加／仿5蓄)啄，而焦油著轉(zhuǎn)化率高的。這種工駐藝的缺點(diǎn)河是需要精財(cái)密、密封膊好、能耐仇高溫的切急換閥門。腳稻妖③央恭兩段氣體蕉凈化系統(tǒng)事是：從氣寇化爐出來(lái)暑的氣體先霜進(jìn)入一個(gè)殼裝有白云秒石的固定擁床焦油裂達(dá)解器，接煌著進(jìn)入含武鎳基催化幸劑的催化該床，通過(guò)溫兩次凈化久，焦油含桌量最終達(dá)訓(xùn)到陪l木－胖－陜100m潑g薯／帽Nm定3浩。圍6票藝生物質(zhì)液許化研究悄6.1堪分生物質(zhì)快透速裂解浪親化桃生物恢質(zhì)在極高迷的加熱速扯率桃(100猛0-10倆00術(shù)0手℃面／友s胃)宇下裂解，羅可最大限徹度得到液稀體產(chǎn)阿物宜(7艷0源％－耽－融8掀0于％此)養(yǎng)，且其中暗基本不含棒灰分及硫茄等對(duì)環(huán)境聯(lián)有害的物腥質(zhì)，可直抹接作為燃歉料使用，史且經(jīng)過(guò)深畢加工，可喉得到優(yōu)質(zhì)朗液體燃料佳和重要化瑞工原料。襲圖鏈3名所示為荷奪蘭藏TweM法t舍e梨大學(xué)研究偶開(kāi)發(fā)的旋承轉(zhuǎn)錐反應(yīng)隔器，生物歪質(zhì)顆粒與臟惰性熱載丹體一起加倦入旋轉(zhuǎn)錐被底部，當(dāng)欲沿著錐壁事螺旋上升軍時(shí)，發(fā)生格快速熱分春解。這種練技術(shù)能達(dá)忌到較高的圍油產(chǎn)串。負(fù)與流化床薦快速熱解奏相比，因勤不需要載粱氣，整個(gè)田系統(tǒng)效率黃提高。教6.2檔HTU泛傳統(tǒng)欄的裂解技韻術(shù)不適合惹濕生物質(zhì)渾的熱轉(zhuǎn)化摸。下面介功紹一種新經(jīng)的技術(shù)，夸歐洲很多辟國(guó)家己開(kāi)斃始研究，仰這就局是淺Hydr來(lái)oTh宅erma謙lUp部grad急ing(掠HTU著)麻。務(wù)濕木口片或生物菊質(zhì)溶于水鍛中，在一慚個(gè)高壓容焦器中，經(jīng)身過(guò)分15mi剝n(20敗0膚℃辮，勁300b莫ar光)遺軟化，成辜為糊狀，殖然后進(jìn)入墾另一反應(yīng)械器廚(33槐0位℃案，抖200b糧ar體)慕液姨化革5彈—阻15mi萄n鴨。經(jīng)脫羧斯作用，移偉去氧，產(chǎn)裹生紡3聽(tīng)0盛％典CO吧2播、紐5墊0報(bào)％生物油掘，僅銹含虧1陪0團(tuán)％歲－頓1唇5星％的氧。暗荷仿蘭徐shel辰l蠢公司證明庭：通過(guò)催臭化，可獲君得高質(zhì)量?jī)A的汽油和絹粗汽油。道這項(xiàng)技術(shù)址可產(chǎn)生優(yōu)爆質(zhì)股油嚇(顯氧含量比管裂解油漏低當(dāng))灶，且生物你質(zhì)不需干旋燥，直接降使用。嘆7扛桶先進(jìn)的生飽物質(zhì)氣化宋發(fā)電系滿統(tǒng)歇拖賞稅IGC野C拳和議HAT奏C積作為先進(jìn)遭的生物質(zhì)于氣化發(fā)電供技術(shù)，盡從惡199福0蹲年起引起驕了極大的飽興趣。目懷前己在世袖界的不同眠地檔區(qū)樣(武如巴西、哭美國(guó)和歐藏洲聯(lián)彎盟牙)心建成示范球裝置，規(guī)只模府為每0.噴5境—綢3M禿W劈，診(HAT團(tuán)C挎)浙、盆7葡—備30M釀W常，災(zāi)(IGC迅C么)厭，發(fā)電效灑率樹(shù)達(dá)則3朗5砌％只－欠4植0才％，能耗紫比常規(guī)系退統(tǒng)低。撕報(bào)援IGC餡C互系統(tǒng)和煤役的相似，音不做介紹雅。這里以應(yīng)布魯塞爾雹自由大嗽學(xué)健(VUB正)后的夜顧簽naga鴨s茂工程為例鵲介低紹瀉HAT塞C攤系統(tǒng)。該攪項(xiàng)目總投烏資蜘38農(nóng)0舊萬(wàn)美元，表目標(biāo)是達(dá)做到商業(yè)規(guī)葬模偽2暴—茫5MW揮d示流程如廉圖雷4陡所示。型氣化疊過(guò)程產(chǎn)生盯的焦油，茄導(dǎo)致閥門腫和汽輪機(jī)冶嚴(yán)重?fù)p壞誰(shuí)。所以，川生物質(zhì)燃谷氣在汽輪投機(jī)中直接磚燃燒仍很洪難實(shí)現(xiàn)。卷如果燃?xì)馕乖谙噜彽拇_編合燃燒林室貪—基熱交換器欲中燃燒，蠟通過(guò)熱交計(jì)換器加熱界空氣，汽賠輪機(jī)就可粒在高溫的升潔凈空氣訓(xùn)下工作。甘這套屢示范裝置特安裝圈在循VU詠B橋校園內(nèi)，拔氣化過(guò)程動(dòng)包括加料柏系統(tǒng)、常域壓瀝化床沉氣化爐和衰旋風(fēng)分離蜘器。燃?xì)馕彝ㄟ^(guò)絕熱各保溫管路蓮和高溫的資閥門進(jìn)入穴熱交換器即中的燃燒史室，進(jìn)行腦外部燃燒倚。閥門將哀氣化過(guò)程獲與金屆空初氣加熱器平／汽輪機(jī)否系統(tǒng)隔離蒜開(kāi)，利用且精心設(shè)計(jì)鞏的啟動(dòng)和班停機(jī)程序灰，操作過(guò)靠程避免了蠻焦油的凝涂結(jié)。從汽印